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生物专人的博客

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【转载】引用:从恩格尔曼实验谈对照实验的分析 (一叶舟教育)  

2015-01-10 10:31:05|  分类: 生物教学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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在新课标人教版高中生物必修1《细胞的能量之源——光与光合作用》一节教材中,恩格尔曼实验是一个设计很巧妙的实验,但教材上对此并没有给予详细的叙述,导致教学过程中分析不到位,不利于学生实验分析能力的提高。本文对此做一分析,以供同行参考。

    按照教材的叙述,恩格尔曼的水绵实验中,一组把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境中,然后用极细的光束照射水绵。另一组是怎样的设计的?通过示意图可以看出:另一组是载有水绵和好氧细菌的临时装片放在完全曝光环境中。因为本实验的自变量是光照的有无,根据单一变量原则,曝光环境中的一组实验也应该是在没有空气的环境中。

实验的目的是探索仅靠观察所看不到的未知。为了探索这样的未知,必须以对研究对象进行人为控制或施加某种影响。在对照实验中,经过这样的控制处理的一组事物成为实验组。

为了确证实验组的结果是由人为进行的这种处理引起的,需要用同样的研究对象另外设置不作上述处理的一组事物进行观察,这样的未作实验处理的一组事物成为对照组。简单地说,进行了实验处理的事物时实验组,自然状态(未加处理)的事物成为对照组[1]。在本实验中,两组都进行了人为处理,即创造了没有空气的环境,这两组还能是对照实验吗?对照实验有空白对照、条件对照等,条件对照指虽给对象施以某种实验处理,但这种处理是作为对照意义的,或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。所以,这组对照实验应该是一个条件对照。再者,实验控制的原理有加法原理和减法原理:与常态相比,人为增加某种影响因素即加法原理,人为去除某种因素即为减法原理[1]。完全黑暗状态的一组人为减去了光照,故(即教材中左图)为实验组,完全曝光状态的一组(即教材中右图)为对照组,实验结果应该是好氧细菌都均匀集中在带状叶绿体上,从而可以得出叶绿体可以在光下产生氧气,光是光合作用的条件这一结论。

另外,在完全黑暗的一组(即教材中左图)中,用极细的光束照射水绵的叶绿体,光束曝光的部位和未曝光的部分又可以形成另外一个对照实验。同样,由于自变量是光照的有无。根据上述对照组和实验组的定义,曝光部位是水绵在自然状态下的生长状态,故为对照组;未曝光的部位是人为处理后(黑暗)的条件,故应为实验组。可以更加准确地判断产生氧气的部位是叶绿体,从而得出叶绿体是光合作用的场所的结论。

本实验的因变量为好氧细菌所集中的位置。通过检测因变量可以准确地判断出水绵产生氧气的部位。无关变量为将制好的临时装片放在没有空气的黑暗环境中。没有空气的环境可以让好氧细菌集中到产生氧气的部位,黑暗的环境可以保证光照部位所产生的效应。

综上所述,对于对照实验来说,学会分析各类对照实验中的对照关系是正确设置对照的前提,而对照关系是围绕实验遵循的原理和实验目的来综合确定的。分析实验还要结合实验目的和原理确定好实验自变量、因变量和无关变量,这是对照实验分析的基础。

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